Bakterijos, esančios mūsų virškinimo trakte, vadinamas žarnyno mikrobiomu, gamina daugybę molekulių, galinčių paveikti sveikatą ir ligas. Žinoma, kad žarnyno mikrobiomo funkciją reguliuoja dieta ir vaistai, tokie kaip vaistas metforminas, kuris vartojamas 2 tipo diabetui gydyti ir įrodyta, kad prailgina kelių organizmų gyvenimo trukmę. Tačiau, suprasti sudėtingą, daugialypiai santykiai tarp dietos, vaistai ir žarnyno mikrobiomas yra didelis iššūkis. „Šio sąveikos tinklo atskyrimas yra labai svarbus, nes konkretus metformino veikimo mechanizmas vis dar neaiškus, “ - sako Filipe Cabreiro.
Cabreiro ir jo komanda sukūrė novatorišką keturių krypčių didelio našumo atrankos metodą, kad geriau suprastų, kaip dieta, vaistai ir žarnyno mikrobiomas sąveikauja, kad paveiktų šeimininko fiziologiją. Jie naudojo nematodų kirminą C. elegans kolonizuotas su žmogaus žarnyno bakterijomis E. coli, kaip supaprastintas šeimininko ir mikrobiomos modelis, ir veikiamas metformino, dalyvaujant šimtams skirtingų maistinių junginių.
Jie nustatė, kad gydymas metforminu pakeitė medžiagų apykaitą ir gyvenimo trukmę C. elegans ir kad šį poveikį gali sustiprinti arba slopinti tam tikros maistinės medžiagos. Svarbiausia, buvo atskleista, kad žarnyno bakterijos vaidino pagrindinį vaidmenį tarpininkaujant šiam reiškiniui.
Dietos ir žarnyno bakterijų svarba paaiškina, kodėl anksčiau buvo įrodyta, kad metforminas neturi įtakos kito dažniausiai tiriamo organizmo gyvenimo trukmei, vaisių musė. Helena Cochemé, kuris dalyvavo tyrime, sako:„Kaip paaiškėjo, tipiniame laboratoriniame vaisių musių maiste yra daug cukraus. Atėmus cukrų, taip pat pastebėjome teigiamą metformino poveikį vaisinėms musėms, kolonizuotoms E. coli “.
Tolesnė analizė atskleidė, kad bakterijos turi sudėtingą mechanizmą, kuris leidžia joms koordinuoti mitybos ir metformino signalus ir atitinkamai pertvarkyti savo metabolizmą. Dėl šio prisitaikymo, bakterijos kaupia metabolitą, vadinamą agmatinu, kuris buvo reikalingas teigiamam metformino poveikiui šeimininko sveikatai.
Cabreiro bendradarbiavo su Kristofu Kaleta iš Kylio universiteto, kad ištirtų, ar rasti rezultatai C. elegans taip pat galima pastebėti sudėtingesnėje žmonių mikrobiotoje. Jie išanalizavo duomenis, susijusius su mikrobiomu, didelės 2 tipo cukriniu diabetu sergančių pacientų grupės ir sveikos kontrolinės grupės mitybos ir vaistų būklė. „Įdomu, mes nustatėme, kad gydymas metforminu buvo stipriai susijęs su padidėjusiu bakterijų agmatino gamybos pajėgumu, "sako Kaleta. Svarbu, jie galėtų pakartoti savo išvadas keliose nepriklausomose 2 tipo cukriniu diabetu sergančių pacientų grupėse visoje Europoje. Be to, nustatyta, kad bakterijų rūšys, kurios yra pagrindinės agmatino gamintojos, yra žinomos kaip padidėjusios 2 tipo diabetu sergančių pacientų, sergančių metforminu, žarnyno mikrobiome.
Mūsų rezultatai atskleidžia, kaip sudėtingas mitybos, mikrobiota ir šeimininkas daro įtaką vaistų veiksmingumui. Taikydami didelio našumo atrankos metodą, pagaliau turime po ranka įrankį, leidžiantį įveikti šį sudėtingumą “.
Filipe Cabreiro iš MRC Londono medicinos mokslų instituto
Šio tyrimo išvados gali padėti informuoti apie mitybos gaires ar genetiškai modifikuotų bakterijų, kurios galėtų būti naudojamos teigiamam metformino poveikiui sustiprinti, vystymąsi. Jie taip pat gali suteikti vertingos informacijos apie įrodymus, rodančius, kad 2 tipo cukriniu diabetu gydomi metforminu sergantys pacientai yra sveikesni ir gyvena ilgiau nei nesergantys diabetu.